site logo

Важнасць шаблонаў для зборкі друкаванай платы

У працэсе павярхоўнага мантажу выкарыстоўваюцца шаблоны ў якасці шляху да дакладнага, паўтаральнага нанясення паяльнай пасты. Шаблон адносіцца да тонкага або тонкага ліста латуні або нержавеючай сталі з шаблонам ланцуга, нарэзаным на ім, каб адпавядаць шаблону становішча прылады для павярхоўнага мантажу (SMD) на друкаваная плата (PCB), дзе будзе выкарыстоўвацца шаблон. Пасля таго, як шаблон будзе дакладна размешчаны і падабраны да друкаванай платы, металічная ракля праштурхоўвае паяльную пасту праз адтуліны шаблону, утвараючы такім чынам адклады на друкаванай плаце, каб замацаваць SMD на месцы. Адклады паяльнай пасты плавяцца пры праходжанні праз аплавільную печ і фіксуюць SMD на друкаванай плаце.

ipcb

Канструкцыя шаблону, асабліва яго склад і таўшчыня, а таксама форма і памер адтулін, вызначаюць памер, форму і размяшчэнне адкладаў паяльнай пасты, што неабходна для забеспячэння высокай прапускной здольнасці працэсу зборкі. Напрыклад, таўшчыня фальгі і памер адтуліны вызначаюць аб’ём завісі, асаджанай на дошцы. Залішняя колькасць паяльнай пасты можа прывесці да адукацыі шароў, масткоў і надмагілляў. Невялікая колькасць паяльнай пасты прывядзе да высыхання паяных злучэнняў. І тое, і іншае пашкодзіць электрычную функцыю друкаванай платы.

Аптымальная таўшчыня фальгі

Тып SMD на дошцы вызначае аптымальную таўшчыню фальгі. Напрыклад, для ўпакоўкі кампанентаў, такіх як SOIC з крокам 0603 або 0.020 цалі, патрабуецца адносна тонкі шаблон паяльнай пасты, у той час як больш тоўсты шаблон больш падыходзіць для такіх кампанентаў, як SOIC з крокам 1206 або 0.050 цаляў. Хаця таўшчыня шаблону, які выкарыстоўваецца для нанясення паяльнай пасты, вагаецца ад 0.001 ″ да 0.030 ″, тыповая таўшчыня фальгі, якая выкарыстоўваецца на большасці друкаваных поплаткаў, вагаецца ад 0.004 ″ да 0.007 ″.

Тэхналогія стварэння шаблонаў

У цяперашні час прамысловасць выкарыстоўвае пяць тэхналогій для вырабу трафарэтаў – лазернай рэзкі, гальванопластики, хімічнага тручэння і змешвання. Нягледзячы на ​​тое, што гібрыдная тэхналогія ўяўляе сабой камбінацыю хімічнага тручэння і лазернай рэзкі, хімічнае тручэнне вельмі карысна для вытворчасці ступеньчатых трафарэтаў і гібрыдных трафарэтаў.

Хімічнае тручэнне шаблонаў

Хімічнае фрэзераванне труціць металічную маску і гнуткі шаблон металічнай маскі з абодвух бакоў. Так як гэта раз’ядае не толькі ў вертыкальным кірунку, але і ў бакавым кірунку, гэта прывядзе да падрэзаў і зробіць праём больш, чым неабходны памер. Па меры прасоўвання тручэння з абодвух бакоў звужэнне прамой сценкі прывядзе да адукацыі пясочных гадзін, што прывядзе да залішніх адкладаў прыпою.

Паколькі адкрыццё трафарэта не дае гладкіх вынікаў, прамысловасць выкарыстоўвае два метаду для выраўноўвання сцен. Адным з іх з’яўляецца працэс электрапаліроўкі і мікратручэння, а другі – нікеляванне.

Нягледзячы на ​​тое, што гладкая або паліраваная паверхня спрыяе вызваленню пасты, гэта таксама можа прывесці да таго, што паста праскочыць паверхню шаблону замест таго, каб катацца з дапамогай ракеля. Вытворца шаблону вырашае гэтую праблему шляхам выбарачнай паліроўкі сцен адтулін замест паверхні шаблону. Нягледзячы на ​​тое, што нікеляванне можа палепшыць гладкасць і прадукцыйнасць друку шаблону, яно можа паменшыць адтуліны, што патрабуе карэкціроўкі ілюстрацыі.

Шаблон для лазернай рэзкі

Лазерная рэзка – гэта субтрактивны працэс, які ўводзіць дадзеныя Gerber у станок з ЧПУ, які кіруе лазерным прамянём. Лазерны прамень пачынаецца ўнутры мяжы адтуліны і праходзіць па яе перыметры, цалкам выдаляючы метал, каб сфармаваць адтуліну, толькі па адным адтуліне.

Некалькі параметраў вызначаюць гладкасць лазернай рэзкі. Гэта ўключае ў сябе хуткасць рэзкі, памер плямы прамяня, магутнасць лазера і фокус прамяня. Як правіла, прамысловасць выкарыстоўвае пляма прамяня каля 1.25 мілі, якое можа выразаць вельмі дакладныя адтуліны розных формаў і патрабаванняў да памераў. Тым не менш, адтуліны, выразаныя лазерам, таксама патрабуюць пасляапрацоўкі, гэтак жа, як і адтуліны з хімічным тручэннем. Формы для лазернай рэзкі маюць патрэбу ў электралітычнай паліроўцы і нікеляванні, каб зрабіць унутраную сценку адтуліны гладкай. Паколькі памер адтуліны памяншаецца ў наступным працэсе, памер адтуліны лазернай рэзкі павінен быць належным чынам кампенсаваны.

Аспекты выкарыстання трафарэтнага друку

Друк з дапамогай трафарэтаў ўключае ў сябе тры розныя працэсы. Першы – гэта працэс запаўнення адтулін, пры якім паяльная паста запаўняе адтуліны. Другі – гэта працэс пераносу паяльнай пасты, пры якім паяная паста, назапашаная ў адтуліне, пераносіцца на паверхню друкаванай платы, а трэцяя – месца размяшчэння нанесенай паяльнай пасты. Гэтыя тры працэсу неабходныя для атрымання жаданага выніку – нанясенне дакладнага аб’ёму паяльнай пасты (яго яшчэ называюць цэглай) у патрэбным месцы на друкаванай плаце.

Для запаўнення адтулін шаблону паяльнай пастай патрабуецца металічны скрабок, каб уціснуць паяльную пасту ў адтуліны. Арыентацыя адтуліны адносна паласы ракеля ўплывае на працэс запаўнення. Напрыклад, адтуліну з доўгай воссю, арыентаванай на ход ляза, запаўняе лепш, чым адтуліну з кароткай воссю, арыентаванай у кірунку ходу ляза. Акрамя таго, паколькі хуткасць ракеля ўплывае на запаўненне адтулін, меншая хуткасць ракеля можа зрабіць адтуліны, доўгая вось якіх паралельна ходу ракеля, лепш запаўняць адтуліны.

Край палоскі ракеля таксама ўплывае на тое, як паста для паяння запаўняе адтуліны трафарэта. Звычайнай практыкай з’яўляецца друк пры мінімальным ціску ракеля, захоўваючы пры гэтым паяльную пасту на паверхні трафарэта. Павелічэнне ціску ракеля можа пашкодзіць ракель і шаблон, а таксама прывесці да размазвання пасты пад паверхняй шаблону.

З іншага боку, ніжняе ціск ракеля можа не дазволіць паяльнай пасты выпусціць праз невялікія адтуліны, што прывядзе да недастатковай колькасці прыпою на пляцоўках друкаванай платы. Акрамя таго, паяльная паста, пакінутая на баку ракеля каля вялікага адтуліны, можа быць выцягнута ўніз пад дзеяннем сілы цяжару, што прывядзе да залішняга адкладу прыпою. Такім чынам, патрабуецца мінімальны ціск, які дазволіць дамагчыся чыстага выцірання пасты.

Велічыня прыкладзенага ціску таксама залежыць ад тыпу выкарыстоўванай паяльнай пасты. Напрыклад, у параўнанні з выкарыстаннем волава/свінцовай пасты, пры выкарыстанні бессвінцовай паяльнай пасты, PTFE/нікеляваным ракелем патрабуецца прыкладна на 25-40% большы ціск.

Прадукцыйнасць паяльнай пасты і трафарэтаў

Некаторыя праблемы з прадукцыйнасцю, звязаныя з паяльной пастай і трафарэтамі:

Таўшчыня і памер адтуліны трафарэтнай фальгі вызначаюць патэнцыйны аб’ём паяльнай пасты, нанесенай на друкаваную плату

Магчымасць вылучэння паяльнай пасты са сценкі адтуліны шаблону

Дакладнасць размяшчэння цэглы прыпоя, надрукаванай на пляцоўках друкаванай платы

Падчас цыклу друку, калі паласа ракеля праходзіць праз трафарэт, паяльная паста запаўняе адтуліну трафарэта. Падчас цыклу падзелу платы/шаблона паяльная паста будзе выкідвацца на пляцоўкі платы. У ідэале, уся паяльная паста, якая запаўняе адтуліну ў працэсе друку, павінна быць вызвалена ад сценкі адтуліны і перанесена на пляцоўку на дошцы, каб сфармаваць поўную цэглу для паяння. Аднак сума перакладу залежыць ад суадносін бакоў і плошчы адкрыцця.

Напрыклад, у выпадку, калі плошчу пракладкі больш за дзве траціны плошчы ўнутранай сценкі пары, паста можа дасягнуць вылучэння лепш за 80%. Гэта азначае, што памяншэнне таўшчыні шаблону або павелічэнне памеру адтуліны можа лепш вызваліць паяльную пасту пры тым жа суадносінах плошчаў.

Здольнасць паяльнай пасты вылучацца са сценкі адтуліны шаблону таксама залежыць ад аздаблення сценкі адтуліны. Лазерная рэзанне адтулін шляхам электрапаліроўкі і / або гальванікі можа палепшыць эфектыўнасць пераносу завісі. Аднак перанос паяльнай пасты з шаблону на друкаваную плату таксама залежыць ад адгезіі паяльнай пасты да сценкі адтуліны шаблону і адгезіі паяльнай пасты да пляцоўкі друкаванай платы. Для атрымання добрага эфекту пераносу апошняе павінна быць больш, а гэта значыць, што прыдатнасць да друку залежыць ад суадносін плошчы сцяны шаблону да плошчы адкрыцця, ігнаруючы пры гэтым нязначныя эфекты, такія як кут скразняка сцяны і яе шурпатасць. .

Становішча і дакладнасць памераў цаглін для паяння, надрукаваных на друкаванай платы, залежаць ад якасці пераданых дадзеных САПР, тэхналогіі і метаду, які выкарыстоўваецца для вырабу шаблону, а таксама тэмпературы шаблону падчас выкарыстання. Акрамя таго, дакладнасць становішча таксама залежыць ад выкарыстоўванага метаду выраўноўвання.

Шаблон у рамцы або клеены шаблон

Шаблон у рамцы ў цяперашні час з’яўляецца самым магутным шаблонам для лазернай рэзкі, прызначаным для масавага трафарэтнага друку ў працэсе вытворчасці. Яны стацыянарна ўсталёўваюцца ў каркас апалубкі, а сеткаваты каркас шчыльна зацягвае фальгу апалубкі ў апалубку. Для мікра BGA і кампанентаў з крокам 16 міл і ніжэй рэкамендуецца выкарыстоўваць шаблон у рамцы з гладкай сценкай адтулін. Пры выкарыстанні ў кантраляваных тэмпературных умовах формы ў рамцы забяспечваюць найлепшае становішча і дакладнасць памераў.

Для кароткатэрміновага вытворчасці або зборкі прататыпа друкаванай платы бескаркасныя шаблоны могуць забяспечыць лепшы кантроль аб’ёму паяльнай пасты. Яны прызначаны для выкарыстання з сістэмамі нацяжэння апалубкі, якія ўяўляюць сабой шматразовыя рамы апалубкі, напрыклад, універсальныя рамы. Паколькі формы не прыляпляюцца пастаянна да каркаса, яны значна танней, чым формы каркаснага тыпу, і займаюць значна менш месца для захоўвання.